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Título: Acompanhamento da geração de potencial elétrico por célula combustível microbiana
Autor(es): John, Andressa Maria Salla
Lopes, Bruna Cristina Vieira
Orientador(es): Soares, Marlene
Fung, Andrew
Palavras-chave: Energia - Fontes alternativas
Biocombustíveis
Bioenergética
Eletroquímica
Pseudomonas
Escherichia coli
Renewable energy sources
Biomass energy
Bioenergetics
Electrochemistry
Data do documento: 3-Mai-2013
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Referência: JOHN, Andressa Maria Salla; LOPES, Bruna Cristina Vieira. Acompanhamento da geração de potencial elétrico por célula combustível microbiana. 2013. 72 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2013.
Resumo: A célula combustível microbiana (CCM) é um sistema que pode gerar energia elétrica ao mesmo tempo em que promove a biodegradação de matéria orgânica. O sistema se assemelha a uma pilha, sendo que os microrganismos ficam restritos ao ânodo. Durante o processo respiratório anaeróbico, no qual os nutrientes são mineralizados para geração de energia, o ânodo é utilizado como aceptor final dos elétrons, criando um fluxo ordenado pela célula até o catodo. O presente trabalho teve como objetivo montar células combustíveis microbianas e o acompanhar a geração de potencial elétrico, em experimentos em batelada com duração de 20 dias. Foram montadas CCM utilizando materiais de baixo custo, com compartimentos de 170 mL e com transferência dos prótons entre as câmaras anódica e catódica feita através de ponte salina. Foi realizado um delineamento experimental 23, variando o microrganismo (Escherichia coli e Pseudomonas aeruginosa), o substrato de cultivo (meio mineral e meio lactato) e o material do eletrodo (cobre-ferro e cobre – grafite). A diferença de potencial elétrico foi medida diariamente com multímetro. O experimento foi conduzido em duplicata, com temperatura mantida em 37ºC. Os melhores resultados foram obtidos nas células com meio lactato e eletrodos de grafite (ânodo) e cobre (cátodo), para ambos os organismos. Nesta o potencial elétrico gerado diariamente atingiu 0,47 V para a célula inoculada com E. coli e 0,46 V com P. aeruginosa. A análise estatística ANOVA mostrou que o microrganismo e a interação entre o eletrodo e o substrato foram variáveis significativas na geração de potencial elétrico acumulado, sendo o maior valor observado com P.aeruginosa, cultivada em meio lactato e CCM tendo eletrodos de grafite-cobre (8,16 V).
Abstract: The microbial fuel cell is a system which can generate electric power at the same time which degrades organic matter. The present work aims the installation and operation of microbial fuel cells and evaluation of electric power generation. The system is operated by the addition of a substrate to the cell. When substrate’s nutrients are degraded occurs the conversion of the chemical bond energy into electrical energy by the process of respiration. The microbial fuel cells were made with ordinary materials, each chamber has 170mL of substrate and were connected by a salt bridge.Was realized a 2³ experiment, changing the microorganism (Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa), substrate (mineral and lactate) and the material of the electrode (copper – iron and copper – graphite). The experiment was made into duplicate, during 20 days with constant temperature of 37ºC. The best results were obtained in cells with lactate medium and graphite (anode) and copper (cathode) electrodes. The MFC inoculated with E. coli peaked at 0.47 V and inoculated with P. aeruginosa reached 0.46 V on a daily measurement. The ANOVA statistical analysis showed that the microorganism and the interaction between the electrode and the substrate were significant variables in the generation of electric potential cumulative, with the highest value observed with P. aeruginosa grown in culture medium lactate and taking MFC copper-graphite electrodes (8, 16 V).
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/1024
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